SlideShare a Scribd company logo
1 of 105
Download to read offline
1
PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ
HẠT NHÂN
ThS. ĐẶNG HOÀNG PHÚ
dhphu@hcmus.edu.vn
Bộ môn Hóa Hữu cơ – Khoa Hóa
NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY
KHVL
2
GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN
Là PP nghiên cứu cấu trúc dựa trên tính chất từ của hạt nhân
3 điều kiện cần thiết để đo phổ NMR:
 Chỉ đo các hạt nhân có từ tính (I ≠ 0)
 Phải đặt hạt nhân vào trong từ trường Bo để xuất hiện tương tác từ
 Tác động thêm một từ trường xoay chiều B1 để có thể quan sát
được tương tác từ
3
1. Nguyên tắc cơ bản của phổ NMR
Nguyên tử
Điện tử (-) Nhân (+)
Proton
Neutron
xoay quanh một trục
Dòng điện
Từ trường
H
Nhân có từ tính và khảo
sát tốt hiện tượng NMR:
1H, 13C, 19F, 31P, 15N
4
Tùy thuộc việc các spin này có ghép đôi hay không mà hạt nhân
nguyên tử có các giá trị I khác nhau. Giá trị của I tùy thuộc A và Z của
nguyên tử (I: 0, 1/2, 1, 3/2, …)
2. Từ tính của hạt nhân
Nhân (+)
Proton (I = ½)
Neutron (I = ½)
Nhân được xem như 1 nam châm nhỏ, đặc trưng bằng đại lượng số spin hạt nhân I.
Những hạt nhân không có spin (I = 0) thì không gây ra moment từ,
tức là không có từ tính dẫn đến không có cộng hưởng từ hạt nhân.
5
Mỗi nhân sẽ có 2I+1 định hướng khác nhau
A Z I Ví dụ hạt nhân
Lẻ Chẵn hay lẽ 1/2, 3/2, 5/2
1H; 13C; 19F
15N; 31P
Chẵn Chẵn 0 12C; 16O; 32S
Chẵn Lẻ 1, 2, 3 2H; 14N
Qui tắc kinh nghiệm để tính I:
mI: -I, -I+1,…, -1, 0, 1, …., I+1, I
mI: Số lượng tử moment góc của spin hạt nhân,
tương đương số mức năng lượng
1H
13C
I = ½ mI: -½ ; +½
6
A Z I Ví dụ hạt nhân Đặc tính
Lẻ Chẵn hay lẽ 1/2, 3/2, 5/2
1H; 13C; 19F
15N; 31P
Khảo sát tốt hiện
tượng NMR
Chẵn Chẵn 0 12C; 16O; 32S
Không cho hiện
tượng NMR
Chẵn Lẻ 1, 2, 3 2H; 14N
Có thêm tứ cực điện,
khó khảo sát hiện
tượng NMR
7
Từ tính của một số hạt nhân
8
H
BO
  H h H

H

H
Không có từ trường ngoài
H H
H
H
H
H
BO






Có từ trường ngoài
3. Hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân
9
Phân bố Boltzman:
DE = hgBo/2p
• h: hằng số Planck
• g: hằng số từ hồi
• Bo: Cường độ từ trường
(N > N)
Nếu sử dụng sóng vô tuyến
có năng lượng: h = DE
 Cộng hưởng
  = gBo/2p
 Khi chiếu bức xạ điện từ có tần số thích hợp (h ) sẽ có sự hấp thu NL và có
sự di chuyển của spin từ mức NL thấp đến mức NL cao. Khi có hiện tượng
nhảy chuyển spin như thế, người ta nói hạt nhân đã cộng hưởng với bức xạ
chiếu vào.
Proton trong từ trường
10
Tổng quát:
Không có sự khác nhau
giữa các mức NL của các
spin khi không có từ
trường ngoài
Sự tách mức NL
của các spin càng
lớn khi từ trường
ngoài càng lớn
Có sự tách mức NL
của các spin khi có
từ trường ngoài
'
'


ΔE ΔE'
mI = -1/2
mI = +1/2
Nếu Bo từ 10 – 100 kG thì ΔE tương ứng bức xạ có  từ 50 – 500 MHz
Tần số sóng radio
Tần số bức xạ chiếu vào phải lớn hơn từ trường áp đặt
11
m
Về mặt cơ học, có thể xem như nhân có vectơ moment từ m quét 2 hình nón
tương ứng với một mức NL thấp  (mI = +1/2) và một mức NL cao  (mI = -1/2)
mI: Số lượng tử ứng với mỗi định hướng
Khi có sự hấp thu năng lượng thì tín hiệu được biểu
diễn dưới dạng 1 mũi gọi là mũi cộng hưởng


mI = +1/2
mI = -1/2
12
(a) Spin proton quay quanh trục z của từ trường ngoài Bo
(b) Từ trường thứ cấp B1
(c) Spin proton bị tác động của B1
13
T1: Thời gian hồi phục dọc (spin-lattice hoặc longitudinal relaxation)
T2: Thời gian hồi phục ngang (spin-spin hoặc transverse relaxation)
Sự hồi phục (Relaxation)
14
Tín hiệu dương
Không có tín hiệu Tín hiệu âm
FID
Ghi phổ proton
15
FID Phổ proton
FT
Fourier transform
(Free Induction Decay)
16
Ploter
Bàn máy tính
CPU điều khiển Thiết bị điều
khiển quang
phổ
Spiner
“Nam châm”
Probe (nơi chứa
mẫu)
Bộ điều
khiển nam
châm
4. Sơ đồ hoạt động của máy NMR
17
solenoid
solenoid
Helium lỏng (-259oC)
Nitơ lỏng (-196oC)
Chân không
Dây điện của bộ phận đun nóng
Dây điện của bộ phận shim
Spiner
Bộ phận shim
Probe
Nạp
mẫu
Cấu tạo bên trong của nam châm siêu dẫn
Cuộn dây: hợp chất của nobium và titane
18
5. Độ dịch chuyển hóa học
5.1. Sự che chắn hạt nhân
+
Các lớp e
 Hệ thống electron trong mỗi nhân khảo sát sẽ tạo một từ trường đối
kháng với từ trường ngoài Bo nhân chịu tác dụng của từ trường B < Bo
=>
Bị chắn nhiều hơn
CH ở trường cao hơn
Bị chắn ít hơn
CH ở trường thấp hơn
 Nhân khảo sát còn bị che chắn bởi hệ thống electron của các nhân kế cận
Hiện tượng ghép spin
19
5.2. Độ dịch chuyển hóa học
Tần số thấp,
bị chắn nhiều
Tần số cao,
bị chắn ít
20
Bị chắn ít
CH ở trường thấp,  cao
TMS
 (ppm)
 =
X - TMS (Hz)
máy (MHz)
ppm
Si
CH3
CH3
CH3
H3C
Tetramethylsilane (TMS)
0
10 8
9 7 6 5 1
2
3
4
Bị chắn nhiều
CH ở trường cao,  thấp
21
Tín hiệu cộng hưởng 1H NMR của một số chất khác nhau
22
PHỔ NMR
23
TMS
CHCl3
7.26 ppm
24
Độ dịch chuyển hóa học: thang 
1H – NMR: 0 – 15 ppm
13C – NMR: 0 – 250 ppm
25
Mật độ điện tử chung quanh hạt nhân:
Hiệu ứng cảm, cộng hưởng.
Hiệu ứng bất đẳng hướng của liên kết hóa học
Dung môi.
Nhiệt độ.
5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dịch chuyển hóa học
26
5.3.1. Ảnh hưởng của hiệu ứng điện tử
Nếu nguyên tử/ nhóm nguyên tử gắn vào nhân gây:
-I
-R
rút e Mật độ e xung
quanh nhân giảm
CH ở trường thấp ( cao)
CH ở trường cao ( thấp)
+I
+R
đẩy e Mật độ e xung
quanh nhân tăng
27
Ví dụ: Độ dịch chuyển hóa học của các dẫn xuất halopentane
CH3CH2CH2CH2CH2F CH3CH2CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2CH2Br CH3CH2CH2CH2CH2I
4.5 ppm 3.5 ppm 3.4 ppm 3.2 ppm
C Cl
H
H
H C Cl
H
Cl
H
C H
H
H
H C Cl
Cl
Cl
H
0.2 3.0 5.3 7.2
 (ppm)
Ví dụ: Độ dịch chuyển hóa học của các dẫn xuất chloromethane
28
Một số giá trị cộng hưởng của một số loại proton thông thường
29
5.3.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng bất đẳng hướng (anisotropic effect)
 : 7 – 8 ppm
 : 5 – 6 ppm
 :  2.5 ppm
C2H4
C6H6
C2H2
H
H
30
Độ dịch chuyển hóa học của 1H và 13C
31
Độ dịch chuyển hóa học của 1H và 13C
32
HO
C
CH3
O
H
C
O
O
CH3
A
B
Hãy chọn cấu trúc và phổ tương ứng?
Methyl formiate
Acid acetic
33
5.3.3. Ảnh hưởng của dung môi
 Sử dụng dung môi chứa deuterium như:
CDCl3, CD3OD, CD3CN, CD3COCD3, C6D6, C5D5N, CD3SOCD3
 Độ dịch chuyển hoá học thay đổi theo dung môi sử dụng từ ± 0.1 - ± 1 ppm
 Mặc dù dung môi đã được deuterium hoá nhưng vẫn còn sót một vài phân
tử chứa H, do đó cần biết các vị trí cộng hưởng của các H này để loại bỏ
Trước khi đo NMR, phải làm khô mẫu để loại vết nước và dung môi
34
CDCl3 (CD3)2CO (CD3)2SO C6D6 CD3CN CD3OD D2O
Peak dm 7.26 2.05 2.5 7.16 1.94 3.31 4.79
H2O 1.56 2.84 3.33 0.4 2.13 4.87
CHCl3 8.02 8.32 6.15 7.58 7.9
(CH3)2CO 2.17 2.09 1.55 2.08 2.15 2.22
(CH3)2SO 2.62 2.52 1.68 2.5 2.65 2.71
C6H6 7.36 7.36 7.37 7.37 7.33
CH3CN 2.1 2.05 2.07 1.55 2.03 2.06
CH3OD 3.49 3.31 3.16 3.07 3.28 3.34
MỘT SỐ MŨI CỘNG HƯỞNG CỦA DUNG MÔI
35
O
O
H3C
OH
OH
OH
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
4a
10a
8a 9a
Edmodin
Phổ 1H-NMR của Emodin trong aceton_d6
36
1,1,2-Tribromoethane
Có sự chẻ mũi
Cường độ các mũi khác nhau
Hiện tượng ghép spin
6. Hiện tượng ghép spin của proton
37
C Hb
Ha
C C
Ha Hb
Ha
Hb
Ha
Hb
Sự ghép spin là do tương tác của nhân này
trên nhân kia thông qua 1, 2, 3 … nối.
Lưu ý:
Sự ghép spin chỉ thông qua các liên kết hóa học chứ không
phải thông qua khoảng không gian giữa 2 nhân.
Tương tác gần
Tương tác xa
2 nối
3 nối
4 nối
5 nối
38
CHBr2CH2Br
39
CH3
H3C
H
NO2
CH3CH2OH
40
41
Qui tắc (n + 1)
Nếu có n H tương đương kế cận H khảo sát thì nó bị chẻ thành (n + 1) mũi
n n + 1 Số peak Tỉ lệ cường độ peak
0 1 1 (singlet) (s) 1
1 2 2 (doublet) (d) 1 1
2 3 3 (triplet) (t) 1 2 1
3 4 4 (quartet) (q) 1 3 3 1
4 5 5 (quintet) (quin) 1 4 6 4 1
5 6 6 (sextet) (sext) 1 5 10 10 5 1
6 7 7 (septet) (sept) 1 6 15 20 15 6 1
Lưu ý:
 Hiện tượng ghép spin chỉ xảy ra khi các proton không tương đương nhau.
 Các proton trên cùng một carbon cũng sẽ ghép spin nếu như chúng
không tương đương nhau.
42
Các hệ thống spin
J

D
> 8 Sự ghép spin bậc một Ghép yếu
Sự ghép spin bậc hai Ghép mạnh
≤ 8
J

D
43
 Các proton không tương đương được ký hiệu theo thứ tự A, B, C,….
 Các proton có độ chuyển dời hóa học khác xa được ký hiệu X, Y, Z
 Hai proton tương đương hóa học nhưng không tương đương từ học,
hệ này được ký hiệu: AA’
 Hai proton có Δ/J ≤ 8 được gọi hệ AB: ghép mạnh
 Ba proton có độ dịch chuyển khác hẳn nhau, thường sử dụng thêm
ký tự M và hệ được biểu diễn dạng AaMmXx.
Hệ này cho sự ghép spin bậc một
 Ba proton ghép spin trong đó: 2 proton có độ chuyển dời hóa học
gần nhau trong khi proton còn lại có độ chuyển dời hóa học khác
với 2 proton kia, hệ này được biểu diễn dạng ABX và cho sự ghép
spin bậc một.
44
Sự ghép spin bậc một
45
Hệ AaMm
46
Hệ AaMm
47
Hệ AaMmXx
48
Hệ AaMmXx
49
Hệ AX
Hệ AB
Hệ AaBb
50
)
3
2
(
)
4
1
( -

-
=
D
1 2 3 4
Hệ AB
51
i f
g h
Columbianetin
60 MHz
O
C CH2
C
OH
H3C
H3C
H
H
H
a
b
c
d
e
f
g
h
i
O O
H
H
a
b
c
e
H
O C
CH3
CH3
HO
H
O C
CH3
OH
H3C
a
b
c
e
52
Hệ ABX
53
J 16 Hz
J 10 Hz
J 4 Hz
54
những vạch nhỏ
Hệ AABB
55
CH3-CH2-CH-OH
ph
a b c
Hc
Hb1
1
Hb2
2 1
Hb
Hc
1
Ha1
4 6
Ha2
Ha3
4 1
Khảo sát Hc: tại thời điểm máy quét tín hiệu cho Hc, Hb1 ở kề bên tạo 1 từ
trường nhỏ tách Hc thành 2 mức năng lượng. Hb2 cũng tạo từ trường tách
Hc, lúc này đã tách thành 2 mức NL, mỗi mức thành 2 mức NL nhỏ hơn,
trong đó có 2 mức cùng mức NL.
56
56
57
C C
H
H
H
a
b
c
OH
H
H
H
a
b
c
d
CH3
H Cl
H H
Cl
a b
Một số H gắn trên cùng C nhưng không tương đương
58
BrCH2CH2CH2Cl CH3CHCHCl2
CH3
CH3CHCHCl2
OCH3
Cl2CHCHCH2CH3
CH2CH3
O S
H
(a) (b) (c)
(e)
(d)
Hãy cho biết sự ghép spin của các H trong các hợp chất sau:
Ví dụ:
59
7. Hằng số ghép (J) của phổ proton
• Là khoảng cách giữa các peak của một mũi đa, được tính bằng Hz.
• J không phụ thuộc vào cường độ của từ trường ngoài.
• Từ J sẽ tìm được 2 loại proton ghép với nhau
12-18 Hz
7-11 Hz
7-8 Hz
1-3 Hz
60
3J, H-C-C-H
H
H'

Đường cong Karplus cho hai proton nằm
trên hai carbon kế cận (vicinal proton)
Độ lớn của hằng số ghép
61
Ha
C He
Ha
He
C
Ha
He
He
Ha
Jaa ~ 9-13 Hz
Jae và Jee ~ 2-5 Hz
Jab (trans) ~ 12-18 Hz Jab (cis) ~ 7-11 Hz
C C
Ha
Hb
C C
Hb
Ha
Hb
Ha
Jab (ortho) ~ 7-8 Hz
62
63
2J, H-C-H
90 100 110 120 130
0
10
20
30
40
J
HH
(H
z)
 (độ)
H
H

H
H
J = -12 Hz J = -15 Hz
O
H
H
H
H
HO
J = -11 Hz
C
H
H
J = -2.5 Hz
C
64
2-Metyl-4-oxacyclopentanon
65
4J, 5J: ghép xa (long-range coupling)
C
4
Jab = -3.5 Hz
4
Jac = -3.0 Hz
C
H
Ha
4
J = 1-2 Hz
Hc
Hb
H
H
H
H
4
J = 7-8 Hz
H
Hm
Ho
3
Jo = ~8 Hz
4
Jm = 1-3 Hz
5
Jp = 0-1 Hz
Hp
66
Plumericin
67
Sự ghép spin phức tạp
C C
H
H
H
a
b
c
Styren
68
Phổ 1H-NMR của styren
69
70
71
72
 Phổ 1H-NMR của OH (alcol)
OH của etanol tinh khiết sẽ bị chẻ mũi OH của etanol khi có mặt acid/ baz
sẽ không bị chẻ mũi
RO
HOH
H
H
H
RO H HOH RO
H
HOH
H
+ + +
Cơ chế trao đổi proton:
Mũi đơn, bành rộng
73
 Phổ 1H-NMR của N-H
Mũi cộng hưởng của H-N bành rộng
74
Các hợp chất có OH, NH tạo liên kết hidrogen:  của OH, NH tăng
 Liên kết hidrogen liên phân tử:  của OH, NH giảm khi pha loãng dd
 Liên kết hidrogen nội phân tử:  của OH, NH ít thay đổi khi pha loãng dd
R
O
H
H
O
R
H O
R
C
O
H
O
OR
Liên kết hidrogen nội phân tử
Liên kết hidrogen liên phân tử
75
 Cách nhận biết mũi H-O/H-N
  phụ thuộc vào nồng độ và dung môi
 Thêm một ít D2O vào, nếu là mũi của HO/ HN sẽ biến mất hoặc
giảm cường độ
R-O-H + D2O R-O-D + D-O-H
76
CÁC THÔNG TIN ĐỂ GIẢI CẤU TRÚC TỪ PHỔ PROTON
 Số mũi cộng hưởng
 Vị trí các mũi cộng hưởng (độ dịch chuyển hoá học)
 Cường độ mũi
 Sự ghép spin (đặc điểm mũi cộng hưởng, hằng số ghép)
Số mũi cộng hưởng:
Số mũi cộng hưởng = số loại proton có trong chất khảo sát
Các H nằm trong vùng trường khác nhau sẽ cho tín hiệu khác nhau
Các H tương đương nhau sẽ có cùng tín hiệu cộng hưởng
CH3-O-CH3 CH3CH2-Cl CH3-O-CH2CH3
6H tương đương
1 mũi cộng hưởng
2 loại H
2 mũi cộng hưởng
3 loại H
3 mũi cộng hưởng
77
ClCH=CH2
Cần phân biệt tương đương về mặt hoá học và từ học:
C C
H
H
Cl
H
a
b
c
Khi xác định H tương đương
không nên viết cấu trúc phẳng
Về mặt hoá học: Ha & Hb tương đương
Về mặt từ học : Ha & Hb không tương đương
C C
H
H
Cl
Cl
C C
H
H
Cl
Br
C C
H
H
Cl
H
Ví dụ:
1,1-Dichloroethylene 1-Bromo-1-chloroethylene Chloroethylene
1 loại H
1 mũi cộng hưởng
2 loại H
2 mũi cộng hưởng
3 loại H
3 mũi cộng hưởng
H
H
H
H
H
H
Cl
H
H
H
H
Cl
H
6H tương đương
1 mũi cộng hưởng
3 loại H
3 mũi cộng hưởng
Ví dụ:
Khi xác định H tương đương
không nên viết cấu trúc phẳng
78
Vị trí mũi cộng hưởng:
79
Cường độ mũi cộng hưởng: Tỉ lệ với số proton
80
Methyl α,α-dimethylpropionate
81
Sự ghép spin (đặc điểm mũi, hằng số ghép):
Ethyl bromide
t
q
82
Tùy vào độ phân giải của máy mà sự ghép spin rõ hay không rõ
83
8. Phổ 13C-NMR
 Tần số cộng hưởng của 13C chỉ bằng ¼ của1H
 Cường độ peak không đặc trưng cho số C
 Cường độ mũi của C gắn với H mạnh hơn C không có H
 Sự ghép spin giữa C–C không đáng kể
 Có sự ghép spin giữa C-H nhưng rất phức tạp (N+1)
 Thông thường phổ 13C dùng kỹ thuật xóa ghép spin
84
Có ghép spin
Xóa ghép spin
85
Loại carbon Độ dịch chuyển
(), ppm
RCH3 0-35
CR2
R2C
65-90
CR
RC
R2CH2 15-40
R3CH 25-50
R4C 30-40
100-150
110-175
Loại carbon Độ dịch chuyển
(), ppm
86
RCH2Br 20-40
RCH2Cl 25-50
35-50
RCH2NH2
50-65
RCH2OH
RCH2OR 50-65
RCOR
O
160-185
RCR
O
190-220
Loại carbon Độ dịch chuyển
(), ppm
Loại carbon Độ dịch chuyển
(), ppm
87
88
ClCH2CH2CH2CH2CH3
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
CDCl3
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
ClCH
2
CH
3
1H
13C
89
CH2
CH, CH3
CH
13C-NMR
DEPT-135
DEPT-90
9. DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer)
Cho phép phân biệt CH, CH2, CH3, C bậc 4
2
4
7
1
1
2
4
7
6
90
10. COSY (Corelation Spectroscopy)
Cho phép phân biệt các H gắn trên những carbon kế cận nhau
(mối tương quan H-H)
91
CH3CH2OH
92
CH3CH2CH(OH) CH3
93
11. HMQC (Heteronuclear Multible Quantum Coherence Spectroscopy)
Cho phép xác định H nào gắn trực tiếp trên C nào
Phổ HMQC của Menthol trong CDCl3
CH3
HO
H3C CH3
4
3
2
1
9
6
7
5
10
8
94
Phổ HMBC của Menthol trong CDCl3
Cho phép xác định mối tương quan giữa H
và C thông qua 2 hoặc 3 nối kề nhau
12. HMBC (Heteronuclear Multible Bond Correlation Spectroscopy)
CH3
HO
H3C CH3
H
1
2
3
8
9
10
8
95
H H H
BÀI TẬP
1. Giải thích tại sao các H trong phenanthren cộng hưởng ở  8.93, trong
khi dẫn xuất ethylnyl của nó lại cộng hưởng ở  10.64
2. Hãy phân biệt 4 đồng phân của hợp chất có công thức phân tử C3H6Cl2
bằng phổ 1H-NMR.
3. Có bao nhiêu mũi cộng hưởng trong phổ 1H-NMR của mỗi hợp chất sau?
Br Br Br Br Br
Br
C
B
A
96
4. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của 2 chất
A (C5H11Cl) và B (C4H8Br2).
A
B
97
5. Hãy lựa chọn cấu trúc và dữ kiện phổ 1H-NMR cho phù hợp.
CH3CH2CHCH2
Cl Cl
CH3CHCHCH3
Cl
Cl
CH3CHCH2CH2
Cl Cl
a.
b.
c.
1.  = 1.6 (d, 6H) và 4.1 (q, 2H) ppm
2.  = 1.6 (d, 3H); 2.1 (q, 2H);
3.6 (t, 2H) và 4.2 (sex, 1H) ppm
3.  = 1.0 (t, 3H); 1.9 (quin, 2H);
3.6 (d, 2H) và 3.9 (quin, 1H) ppm
98
6. C, D, E, F là các dẫn xuất alcol có công thức phân tử là C5H12O. Dựa vào
phổ 1H-NMR của chúng, hãy xác định cấu trúc của C, D, E, F.
99
7. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C5H10O
8. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C7H14O
100
9. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H10O
10. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H8O2
101
11. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H9Br
12. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C10H14O
102
13. Dựa vào phổ 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C6H10O
14. Dựa vào phổ 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C8H8O
103
13C-NMR (ppm): 30.6 (q), 45.2 (s), 108.5 (t), 149.3 (d)
15. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C6H12
104
16. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C5H10O
13C-NMR (ppm): 16.7 (q), 22.0 (q), 45.2 (d), 210.2 (s)
105
17. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C8H10O2
13C-NMR (ppm): 56.0 (q), 71.0 (t), 114.3 (d), 128.3 (d), 133.2 (s), 160.9 (s)

More Related Content

Similar to polymer__nmr_khvl - [cuuduongthancong.com].pdf

Giải đề 2011
Giải đề 2011Giải đề 2011
Giải đề 2011
Huynh ICT
 
Các chuyên đề hóa học 10
Các chuyên đề hóa học 10Các chuyên đề hóa học 10
Các chuyên đề hóa học 10
phamchidac
 
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdfhoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
Phuc Van
 
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
Văn Hà
 
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptxBỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
CBNgcNghch
 
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
VI Vu
 
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-irChapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
thaian_dt
 

Similar to polymer__nmr_khvl - [cuuduongthancong.com].pdf (20)

Bai giang sv 2016 ch1 ch6
Bai giang sv 2016 ch1 ch6Bai giang sv 2016 ch1 ch6
Bai giang sv 2016 ch1 ch6
 
Bttnhdckcq
BttnhdckcqBttnhdckcq
Bttnhdckcq
 
Thí nghiệm hóa lý nhóm 3 bài 4.pdf
Thí nghiệm hóa lý nhóm 3 bài 4.pdfThí nghiệm hóa lý nhóm 3 bài 4.pdf
Thí nghiệm hóa lý nhóm 3 bài 4.pdf
 
Essay in Electrodynamics: Electromagnetic radiation
Essay in Electrodynamics: Electromagnetic radiationEssay in Electrodynamics: Electromagnetic radiation
Essay in Electrodynamics: Electromagnetic radiation
 
Giải đề 2011
Giải đề 2011Giải đề 2011
Giải đề 2011
 
Các chuyên đề hóa học 10
Các chuyên đề hóa học 10Các chuyên đề hóa học 10
Các chuyên đề hóa học 10
 
Bttn hdc a-full -co da
Bttn   hdc a-full -co daBttn   hdc a-full -co da
Bttn hdc a-full -co da
 
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdfhoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
hoa-dai-cuong_nguyen-minh-kha_chuong_1_-_nguyen_tu - [cuuduongthancong.com].pdf
 
Homework: Structure of atoms and molecules (Ph.D. course)
Homework: Structure of atoms and molecules (Ph.D. course)Homework: Structure of atoms and molecules (Ph.D. course)
Homework: Structure of atoms and molecules (Ph.D. course)
 
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
Cac dang bt boi duong hsg hoa 8
 
V ch o-2021
V ch o-2021V ch o-2021
V ch o-2021
 
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptxBỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG.pptx
 
Dap an de thi tuyen sinh dại hoc vat ly khoi a 2011
Dap an de thi tuyen sinh dại hoc vat ly khoi a   2011Dap an de thi tuyen sinh dại hoc vat ly khoi a   2011
Dap an de thi tuyen sinh dại hoc vat ly khoi a 2011
 
Mẫu nguyên tử Bohr
Mẫu nguyên tử BohrMẫu nguyên tử Bohr
Mẫu nguyên tử Bohr
 
Chuong1+2+3.pptx
Chuong1+2+3.pptxChuong1+2+3.pptx
Chuong1+2+3.pptx
 
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
Huong dan-giai-chi-tiet-de-thi-dai-hoc-khoi-a-2012--ma-de-958.thuvienvatly.co...
 
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-irChapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
Chapter 4-pp-sắc-ký-khi-khối-phổ-ir
 
De cuong on_tap_mon_ly
De cuong on_tap_mon_lyDe cuong on_tap_mon_ly
De cuong on_tap_mon_ly
 
Công thức Vật lý III (Giữa kỳ)
Công thức Vật lý III (Giữa kỳ)Công thức Vật lý III (Giữa kỳ)
Công thức Vật lý III (Giữa kỳ)
 
Pho cong huong tu hat nhan 2 cac thong tin chinh tu pho nmr
Pho cong huong tu hat nhan 2 cac thong tin chinh tu pho nmrPho cong huong tu hat nhan 2 cac thong tin chinh tu pho nmr
Pho cong huong tu hat nhan 2 cac thong tin chinh tu pho nmr
 

Recently uploaded

SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
ChuThNgnFEFPLHN
 

Recently uploaded (20)

powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgspowerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
 
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
 
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
 
xemsomenh.com-Vòng Thái Tuế và Ý Nghĩa Các Sao Tại Cung Mệnh.pdf
xemsomenh.com-Vòng Thái Tuế và Ý Nghĩa Các Sao Tại Cung Mệnh.pdfxemsomenh.com-Vòng Thái Tuế và Ý Nghĩa Các Sao Tại Cung Mệnh.pdf
xemsomenh.com-Vòng Thái Tuế và Ý Nghĩa Các Sao Tại Cung Mệnh.pdf
 
Access: Chuong III Thiet ke truy van Query.ppt
Access: Chuong III Thiet ke truy van Query.pptAccess: Chuong III Thiet ke truy van Query.ppt
Access: Chuong III Thiet ke truy van Query.ppt
 
bài thi bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng.docx
bài thi bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng.docxbài thi bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng.docx
bài thi bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng.docx
 
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢIPHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
 
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
 
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hộiTrắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
 
GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quanGNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
 
kinh tế chính trị mác lênin chương hai và hàng hoá và sxxhh
kinh tế chính trị mác lênin chương hai và hàng hoá và sxxhhkinh tế chính trị mác lênin chương hai và hàng hoá và sxxhh
kinh tế chính trị mác lênin chương hai và hàng hoá và sxxhh
 
Giới thiệu Dự án Sản Phụ Khoa - Y Học Cộng Đồng
Giới thiệu Dự án Sản Phụ Khoa - Y Học Cộng ĐồngGiới thiệu Dự án Sản Phụ Khoa - Y Học Cộng Đồng
Giới thiệu Dự án Sản Phụ Khoa - Y Học Cộng Đồng
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
sách sinh học đại cương   -   Textbook.pdfsách sinh học đại cương   -   Textbook.pdf
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
 

polymer__nmr_khvl - [cuuduongthancong.com].pdf

  • 1. 1 PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN ThS. ĐẶNG HOÀNG PHÚ dhphu@hcmus.edu.vn Bộ môn Hóa Hữu cơ – Khoa Hóa NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY KHVL
  • 2. 2 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN Là PP nghiên cứu cấu trúc dựa trên tính chất từ của hạt nhân 3 điều kiện cần thiết để đo phổ NMR:  Chỉ đo các hạt nhân có từ tính (I ≠ 0)  Phải đặt hạt nhân vào trong từ trường Bo để xuất hiện tương tác từ  Tác động thêm một từ trường xoay chiều B1 để có thể quan sát được tương tác từ
  • 3. 3 1. Nguyên tắc cơ bản của phổ NMR Nguyên tử Điện tử (-) Nhân (+) Proton Neutron xoay quanh một trục Dòng điện Từ trường H Nhân có từ tính và khảo sát tốt hiện tượng NMR: 1H, 13C, 19F, 31P, 15N
  • 4. 4 Tùy thuộc việc các spin này có ghép đôi hay không mà hạt nhân nguyên tử có các giá trị I khác nhau. Giá trị của I tùy thuộc A và Z của nguyên tử (I: 0, 1/2, 1, 3/2, …) 2. Từ tính của hạt nhân Nhân (+) Proton (I = ½) Neutron (I = ½) Nhân được xem như 1 nam châm nhỏ, đặc trưng bằng đại lượng số spin hạt nhân I. Những hạt nhân không có spin (I = 0) thì không gây ra moment từ, tức là không có từ tính dẫn đến không có cộng hưởng từ hạt nhân.
  • 5. 5 Mỗi nhân sẽ có 2I+1 định hướng khác nhau A Z I Ví dụ hạt nhân Lẻ Chẵn hay lẽ 1/2, 3/2, 5/2 1H; 13C; 19F 15N; 31P Chẵn Chẵn 0 12C; 16O; 32S Chẵn Lẻ 1, 2, 3 2H; 14N Qui tắc kinh nghiệm để tính I: mI: -I, -I+1,…, -1, 0, 1, …., I+1, I mI: Số lượng tử moment góc của spin hạt nhân, tương đương số mức năng lượng 1H 13C I = ½ mI: -½ ; +½
  • 6. 6 A Z I Ví dụ hạt nhân Đặc tính Lẻ Chẵn hay lẽ 1/2, 3/2, 5/2 1H; 13C; 19F 15N; 31P Khảo sát tốt hiện tượng NMR Chẵn Chẵn 0 12C; 16O; 32S Không cho hiện tượng NMR Chẵn Lẻ 1, 2, 3 2H; 14N Có thêm tứ cực điện, khó khảo sát hiện tượng NMR
  • 7. 7 Từ tính của một số hạt nhân
  • 8. 8 H BO   H h H  H  H Không có từ trường ngoài H H H H H H BO       Có từ trường ngoài 3. Hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân
  • 9. 9 Phân bố Boltzman: DE = hgBo/2p • h: hằng số Planck • g: hằng số từ hồi • Bo: Cường độ từ trường (N > N) Nếu sử dụng sóng vô tuyến có năng lượng: h = DE  Cộng hưởng   = gBo/2p  Khi chiếu bức xạ điện từ có tần số thích hợp (h ) sẽ có sự hấp thu NL và có sự di chuyển của spin từ mức NL thấp đến mức NL cao. Khi có hiện tượng nhảy chuyển spin như thế, người ta nói hạt nhân đã cộng hưởng với bức xạ chiếu vào. Proton trong từ trường
  • 10. 10 Tổng quát: Không có sự khác nhau giữa các mức NL của các spin khi không có từ trường ngoài Sự tách mức NL của các spin càng lớn khi từ trường ngoài càng lớn Có sự tách mức NL của các spin khi có từ trường ngoài ' '   ΔE ΔE' mI = -1/2 mI = +1/2 Nếu Bo từ 10 – 100 kG thì ΔE tương ứng bức xạ có  từ 50 – 500 MHz Tần số sóng radio Tần số bức xạ chiếu vào phải lớn hơn từ trường áp đặt
  • 11. 11 m Về mặt cơ học, có thể xem như nhân có vectơ moment từ m quét 2 hình nón tương ứng với một mức NL thấp  (mI = +1/2) và một mức NL cao  (mI = -1/2) mI: Số lượng tử ứng với mỗi định hướng Khi có sự hấp thu năng lượng thì tín hiệu được biểu diễn dưới dạng 1 mũi gọi là mũi cộng hưởng   mI = +1/2 mI = -1/2
  • 12. 12 (a) Spin proton quay quanh trục z của từ trường ngoài Bo (b) Từ trường thứ cấp B1 (c) Spin proton bị tác động của B1
  • 13. 13 T1: Thời gian hồi phục dọc (spin-lattice hoặc longitudinal relaxation) T2: Thời gian hồi phục ngang (spin-spin hoặc transverse relaxation) Sự hồi phục (Relaxation)
  • 14. 14 Tín hiệu dương Không có tín hiệu Tín hiệu âm FID Ghi phổ proton
  • 15. 15 FID Phổ proton FT Fourier transform (Free Induction Decay)
  • 16. 16 Ploter Bàn máy tính CPU điều khiển Thiết bị điều khiển quang phổ Spiner “Nam châm” Probe (nơi chứa mẫu) Bộ điều khiển nam châm 4. Sơ đồ hoạt động của máy NMR
  • 17. 17 solenoid solenoid Helium lỏng (-259oC) Nitơ lỏng (-196oC) Chân không Dây điện của bộ phận đun nóng Dây điện của bộ phận shim Spiner Bộ phận shim Probe Nạp mẫu Cấu tạo bên trong của nam châm siêu dẫn Cuộn dây: hợp chất của nobium và titane
  • 18. 18 5. Độ dịch chuyển hóa học 5.1. Sự che chắn hạt nhân + Các lớp e  Hệ thống electron trong mỗi nhân khảo sát sẽ tạo một từ trường đối kháng với từ trường ngoài Bo nhân chịu tác dụng của từ trường B < Bo => Bị chắn nhiều hơn CH ở trường cao hơn Bị chắn ít hơn CH ở trường thấp hơn  Nhân khảo sát còn bị che chắn bởi hệ thống electron của các nhân kế cận Hiện tượng ghép spin
  • 19. 19 5.2. Độ dịch chuyển hóa học Tần số thấp, bị chắn nhiều Tần số cao, bị chắn ít
  • 20. 20 Bị chắn ít CH ở trường thấp,  cao TMS  (ppm)  = X - TMS (Hz) máy (MHz) ppm Si CH3 CH3 CH3 H3C Tetramethylsilane (TMS) 0 10 8 9 7 6 5 1 2 3 4 Bị chắn nhiều CH ở trường cao,  thấp
  • 21. 21 Tín hiệu cộng hưởng 1H NMR của một số chất khác nhau
  • 24. 24 Độ dịch chuyển hóa học: thang  1H – NMR: 0 – 15 ppm 13C – NMR: 0 – 250 ppm
  • 25. 25 Mật độ điện tử chung quanh hạt nhân: Hiệu ứng cảm, cộng hưởng. Hiệu ứng bất đẳng hướng của liên kết hóa học Dung môi. Nhiệt độ. 5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dịch chuyển hóa học
  • 26. 26 5.3.1. Ảnh hưởng của hiệu ứng điện tử Nếu nguyên tử/ nhóm nguyên tử gắn vào nhân gây: -I -R rút e Mật độ e xung quanh nhân giảm CH ở trường thấp ( cao) CH ở trường cao ( thấp) +I +R đẩy e Mật độ e xung quanh nhân tăng
  • 27. 27 Ví dụ: Độ dịch chuyển hóa học của các dẫn xuất halopentane CH3CH2CH2CH2CH2F CH3CH2CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2CH2Br CH3CH2CH2CH2CH2I 4.5 ppm 3.5 ppm 3.4 ppm 3.2 ppm C Cl H H H C Cl H Cl H C H H H H C Cl Cl Cl H 0.2 3.0 5.3 7.2  (ppm) Ví dụ: Độ dịch chuyển hóa học của các dẫn xuất chloromethane
  • 28. 28 Một số giá trị cộng hưởng của một số loại proton thông thường
  • 29. 29 5.3.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng bất đẳng hướng (anisotropic effect)  : 7 – 8 ppm  : 5 – 6 ppm  :  2.5 ppm C2H4 C6H6 C2H2 H H
  • 30. 30 Độ dịch chuyển hóa học của 1H và 13C
  • 31. 31 Độ dịch chuyển hóa học của 1H và 13C
  • 32. 32 HO C CH3 O H C O O CH3 A B Hãy chọn cấu trúc và phổ tương ứng? Methyl formiate Acid acetic
  • 33. 33 5.3.3. Ảnh hưởng của dung môi  Sử dụng dung môi chứa deuterium như: CDCl3, CD3OD, CD3CN, CD3COCD3, C6D6, C5D5N, CD3SOCD3  Độ dịch chuyển hoá học thay đổi theo dung môi sử dụng từ ± 0.1 - ± 1 ppm  Mặc dù dung môi đã được deuterium hoá nhưng vẫn còn sót một vài phân tử chứa H, do đó cần biết các vị trí cộng hưởng của các H này để loại bỏ Trước khi đo NMR, phải làm khô mẫu để loại vết nước và dung môi
  • 34. 34 CDCl3 (CD3)2CO (CD3)2SO C6D6 CD3CN CD3OD D2O Peak dm 7.26 2.05 2.5 7.16 1.94 3.31 4.79 H2O 1.56 2.84 3.33 0.4 2.13 4.87 CHCl3 8.02 8.32 6.15 7.58 7.9 (CH3)2CO 2.17 2.09 1.55 2.08 2.15 2.22 (CH3)2SO 2.62 2.52 1.68 2.5 2.65 2.71 C6H6 7.36 7.36 7.37 7.37 7.33 CH3CN 2.1 2.05 2.07 1.55 2.03 2.06 CH3OD 3.49 3.31 3.16 3.07 3.28 3.34 MỘT SỐ MŨI CỘNG HƯỞNG CỦA DUNG MÔI
  • 36. 36 1,1,2-Tribromoethane Có sự chẻ mũi Cường độ các mũi khác nhau Hiện tượng ghép spin 6. Hiện tượng ghép spin của proton
  • 37. 37 C Hb Ha C C Ha Hb Ha Hb Ha Hb Sự ghép spin là do tương tác của nhân này trên nhân kia thông qua 1, 2, 3 … nối. Lưu ý: Sự ghép spin chỉ thông qua các liên kết hóa học chứ không phải thông qua khoảng không gian giữa 2 nhân. Tương tác gần Tương tác xa 2 nối 3 nối 4 nối 5 nối
  • 40. 40
  • 41. 41 Qui tắc (n + 1) Nếu có n H tương đương kế cận H khảo sát thì nó bị chẻ thành (n + 1) mũi n n + 1 Số peak Tỉ lệ cường độ peak 0 1 1 (singlet) (s) 1 1 2 2 (doublet) (d) 1 1 2 3 3 (triplet) (t) 1 2 1 3 4 4 (quartet) (q) 1 3 3 1 4 5 5 (quintet) (quin) 1 4 6 4 1 5 6 6 (sextet) (sext) 1 5 10 10 5 1 6 7 7 (septet) (sept) 1 6 15 20 15 6 1 Lưu ý:  Hiện tượng ghép spin chỉ xảy ra khi các proton không tương đương nhau.  Các proton trên cùng một carbon cũng sẽ ghép spin nếu như chúng không tương đương nhau.
  • 42. 42 Các hệ thống spin J  D > 8 Sự ghép spin bậc một Ghép yếu Sự ghép spin bậc hai Ghép mạnh ≤ 8 J  D
  • 43. 43  Các proton không tương đương được ký hiệu theo thứ tự A, B, C,….  Các proton có độ chuyển dời hóa học khác xa được ký hiệu X, Y, Z  Hai proton tương đương hóa học nhưng không tương đương từ học, hệ này được ký hiệu: AA’  Hai proton có Δ/J ≤ 8 được gọi hệ AB: ghép mạnh  Ba proton có độ dịch chuyển khác hẳn nhau, thường sử dụng thêm ký tự M và hệ được biểu diễn dạng AaMmXx. Hệ này cho sự ghép spin bậc một  Ba proton ghép spin trong đó: 2 proton có độ chuyển dời hóa học gần nhau trong khi proton còn lại có độ chuyển dời hóa học khác với 2 proton kia, hệ này được biểu diễn dạng ABX và cho sự ghép spin bậc một.
  • 44. 44 Sự ghép spin bậc một
  • 51. 51 i f g h Columbianetin 60 MHz O C CH2 C OH H3C H3C H H H a b c d e f g h i O O H H a b c e H O C CH3 CH3 HO H O C CH3 OH H3C a b c e
  • 53. 53 J 16 Hz J 10 Hz J 4 Hz
  • 55. 55 CH3-CH2-CH-OH ph a b c Hc Hb1 1 Hb2 2 1 Hb Hc 1 Ha1 4 6 Ha2 Ha3 4 1 Khảo sát Hc: tại thời điểm máy quét tín hiệu cho Hc, Hb1 ở kề bên tạo 1 từ trường nhỏ tách Hc thành 2 mức năng lượng. Hb2 cũng tạo từ trường tách Hc, lúc này đã tách thành 2 mức NL, mỗi mức thành 2 mức NL nhỏ hơn, trong đó có 2 mức cùng mức NL.
  • 56. 56 56
  • 57. 57 C C H H H a b c OH H H H a b c d CH3 H Cl H H Cl a b Một số H gắn trên cùng C nhưng không tương đương
  • 58. 58 BrCH2CH2CH2Cl CH3CHCHCl2 CH3 CH3CHCHCl2 OCH3 Cl2CHCHCH2CH3 CH2CH3 O S H (a) (b) (c) (e) (d) Hãy cho biết sự ghép spin của các H trong các hợp chất sau: Ví dụ:
  • 59. 59 7. Hằng số ghép (J) của phổ proton • Là khoảng cách giữa các peak của một mũi đa, được tính bằng Hz. • J không phụ thuộc vào cường độ của từ trường ngoài. • Từ J sẽ tìm được 2 loại proton ghép với nhau 12-18 Hz 7-11 Hz 7-8 Hz 1-3 Hz
  • 60. 60 3J, H-C-C-H H H'  Đường cong Karplus cho hai proton nằm trên hai carbon kế cận (vicinal proton) Độ lớn của hằng số ghép
  • 61. 61 Ha C He Ha He C Ha He He Ha Jaa ~ 9-13 Hz Jae và Jee ~ 2-5 Hz Jab (trans) ~ 12-18 Hz Jab (cis) ~ 7-11 Hz C C Ha Hb C C Hb Ha Hb Ha Jab (ortho) ~ 7-8 Hz
  • 62. 62
  • 63. 63 2J, H-C-H 90 100 110 120 130 0 10 20 30 40 J HH (H z)  (độ) H H  H H J = -12 Hz J = -15 Hz O H H H H HO J = -11 Hz C H H J = -2.5 Hz C
  • 65. 65 4J, 5J: ghép xa (long-range coupling) C 4 Jab = -3.5 Hz 4 Jac = -3.0 Hz C H Ha 4 J = 1-2 Hz Hc Hb H H H H 4 J = 7-8 Hz H Hm Ho 3 Jo = ~8 Hz 4 Jm = 1-3 Hz 5 Jp = 0-1 Hz Hp
  • 67. 67 Sự ghép spin phức tạp C C H H H a b c Styren
  • 69. 69
  • 70. 70
  • 71. 71
  • 72. 72  Phổ 1H-NMR của OH (alcol) OH của etanol tinh khiết sẽ bị chẻ mũi OH của etanol khi có mặt acid/ baz sẽ không bị chẻ mũi RO HOH H H H RO H HOH RO H HOH H + + + Cơ chế trao đổi proton: Mũi đơn, bành rộng
  • 73. 73  Phổ 1H-NMR của N-H Mũi cộng hưởng của H-N bành rộng
  • 74. 74 Các hợp chất có OH, NH tạo liên kết hidrogen:  của OH, NH tăng  Liên kết hidrogen liên phân tử:  của OH, NH giảm khi pha loãng dd  Liên kết hidrogen nội phân tử:  của OH, NH ít thay đổi khi pha loãng dd R O H H O R H O R C O H O OR Liên kết hidrogen nội phân tử Liên kết hidrogen liên phân tử
  • 75. 75  Cách nhận biết mũi H-O/H-N   phụ thuộc vào nồng độ và dung môi  Thêm một ít D2O vào, nếu là mũi của HO/ HN sẽ biến mất hoặc giảm cường độ R-O-H + D2O R-O-D + D-O-H
  • 76. 76 CÁC THÔNG TIN ĐỂ GIẢI CẤU TRÚC TỪ PHỔ PROTON  Số mũi cộng hưởng  Vị trí các mũi cộng hưởng (độ dịch chuyển hoá học)  Cường độ mũi  Sự ghép spin (đặc điểm mũi cộng hưởng, hằng số ghép) Số mũi cộng hưởng: Số mũi cộng hưởng = số loại proton có trong chất khảo sát Các H nằm trong vùng trường khác nhau sẽ cho tín hiệu khác nhau Các H tương đương nhau sẽ có cùng tín hiệu cộng hưởng CH3-O-CH3 CH3CH2-Cl CH3-O-CH2CH3 6H tương đương 1 mũi cộng hưởng 2 loại H 2 mũi cộng hưởng 3 loại H 3 mũi cộng hưởng
  • 77. 77 ClCH=CH2 Cần phân biệt tương đương về mặt hoá học và từ học: C C H H Cl H a b c Khi xác định H tương đương không nên viết cấu trúc phẳng Về mặt hoá học: Ha & Hb tương đương Về mặt từ học : Ha & Hb không tương đương C C H H Cl Cl C C H H Cl Br C C H H Cl H Ví dụ: 1,1-Dichloroethylene 1-Bromo-1-chloroethylene Chloroethylene 1 loại H 1 mũi cộng hưởng 2 loại H 2 mũi cộng hưởng 3 loại H 3 mũi cộng hưởng H H H H H H Cl H H H H Cl H 6H tương đương 1 mũi cộng hưởng 3 loại H 3 mũi cộng hưởng Ví dụ: Khi xác định H tương đương không nên viết cấu trúc phẳng
  • 78. 78 Vị trí mũi cộng hưởng:
  • 79. 79 Cường độ mũi cộng hưởng: Tỉ lệ với số proton
  • 81. 81 Sự ghép spin (đặc điểm mũi, hằng số ghép): Ethyl bromide t q
  • 82. 82 Tùy vào độ phân giải của máy mà sự ghép spin rõ hay không rõ
  • 83. 83 8. Phổ 13C-NMR  Tần số cộng hưởng của 13C chỉ bằng ¼ của1H  Cường độ peak không đặc trưng cho số C  Cường độ mũi của C gắn với H mạnh hơn C không có H  Sự ghép spin giữa C–C không đáng kể  Có sự ghép spin giữa C-H nhưng rất phức tạp (N+1)  Thông thường phổ 13C dùng kỹ thuật xóa ghép spin
  • 85. 85 Loại carbon Độ dịch chuyển (), ppm RCH3 0-35 CR2 R2C 65-90 CR RC R2CH2 15-40 R3CH 25-50 R4C 30-40 100-150 110-175 Loại carbon Độ dịch chuyển (), ppm
  • 86. 86 RCH2Br 20-40 RCH2Cl 25-50 35-50 RCH2NH2 50-65 RCH2OH RCH2OR 50-65 RCOR O 160-185 RCR O 190-220 Loại carbon Độ dịch chuyển (), ppm Loại carbon Độ dịch chuyển (), ppm
  • 87. 87
  • 89. 89 CH2 CH, CH3 CH 13C-NMR DEPT-135 DEPT-90 9. DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) Cho phép phân biệt CH, CH2, CH3, C bậc 4 2 4 7 1 1 2 4 7 6
  • 90. 90 10. COSY (Corelation Spectroscopy) Cho phép phân biệt các H gắn trên những carbon kế cận nhau (mối tương quan H-H)
  • 93. 93 11. HMQC (Heteronuclear Multible Quantum Coherence Spectroscopy) Cho phép xác định H nào gắn trực tiếp trên C nào Phổ HMQC của Menthol trong CDCl3 CH3 HO H3C CH3 4 3 2 1 9 6 7 5 10 8
  • 94. 94 Phổ HMBC của Menthol trong CDCl3 Cho phép xác định mối tương quan giữa H và C thông qua 2 hoặc 3 nối kề nhau 12. HMBC (Heteronuclear Multible Bond Correlation Spectroscopy) CH3 HO H3C CH3 H 1 2 3 8 9 10 8
  • 95. 95 H H H BÀI TẬP 1. Giải thích tại sao các H trong phenanthren cộng hưởng ở  8.93, trong khi dẫn xuất ethylnyl của nó lại cộng hưởng ở  10.64 2. Hãy phân biệt 4 đồng phân của hợp chất có công thức phân tử C3H6Cl2 bằng phổ 1H-NMR. 3. Có bao nhiêu mũi cộng hưởng trong phổ 1H-NMR của mỗi hợp chất sau? Br Br Br Br Br Br C B A
  • 96. 96 4. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của 2 chất A (C5H11Cl) và B (C4H8Br2). A B
  • 97. 97 5. Hãy lựa chọn cấu trúc và dữ kiện phổ 1H-NMR cho phù hợp. CH3CH2CHCH2 Cl Cl CH3CHCHCH3 Cl Cl CH3CHCH2CH2 Cl Cl a. b. c. 1.  = 1.6 (d, 6H) và 4.1 (q, 2H) ppm 2.  = 1.6 (d, 3H); 2.1 (q, 2H); 3.6 (t, 2H) và 4.2 (sex, 1H) ppm 3.  = 1.0 (t, 3H); 1.9 (quin, 2H); 3.6 (d, 2H) và 3.9 (quin, 1H) ppm
  • 98. 98 6. C, D, E, F là các dẫn xuất alcol có công thức phân tử là C5H12O. Dựa vào phổ 1H-NMR của chúng, hãy xác định cấu trúc của C, D, E, F.
  • 99. 99 7. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C5H10O 8. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C7H14O
  • 100. 100 9. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H10O 10. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H8O2
  • 101. 101 11. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C4H9Br 12. Dựa vào phổ 1H-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C10H14O
  • 102. 102 13. Dựa vào phổ 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C6H10O 14. Dựa vào phổ 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C8H8O
  • 103. 103 13C-NMR (ppm): 30.6 (q), 45.2 (s), 108.5 (t), 149.3 (d) 15. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C6H12
  • 104. 104 16. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C5H10O 13C-NMR (ppm): 16.7 (q), 22.0 (q), 45.2 (d), 210.2 (s)
  • 105. 105 17. Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy đề nghị cấu trúc của hợp chất có CTPT C8H10O2 13C-NMR (ppm): 56.0 (q), 71.0 (t), 114.3 (d), 128.3 (d), 133.2 (s), 160.9 (s)